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白光干涉仪使用方法
白光干涉仪是一种用来测量光学元件表面形貌或者材料折射率的工具。
它利用分束器将一束白光分成两束，并分别经过待测样品和参考面后再合成在一起，产生干涉条纹，通过观察和分析干涉条纹的形态、数量和间距等特征来推导出被测物体的表面高度差或者折射率信息。
白光干涉仪使用方法：
1、调整平面反射镜：将左边的平面反射镜向右移动，直到上方的光源像在左下角。
2、调整分束器：将分束器向右缓慢旋转，观察左侧和右侧的屏幕上是否出现亮度变化。
找到最亮的位置。
3、调整平行度：将右侧镜子稍微调整一下，使得两个屏幕上的波纹条纹清晰、平行。
4、观察干涉图案：在右侧镜子前加入待测物品，观察干涉图案。
如果需要进行更精细的测量，可以通过调整平面反射镜的位置来改变干涉图案。
第一章绪论1．1测量绝对距离技术概论绝对距离测量指无导轨测长。
激光干涉仪测量过程中虽然可以达到纳米级甚至亚纳米级的测量精度，但也有种种局限性，如只能进行增量式测量，测量过程不能间断，以及需要导轨作为参考标准等等。
这些缺点限制了激光干涉仪的应用场合。
所以在实际测量中迫切需要无导轨绝对距离测量。
1．1．1绝对距离干涉测量(无导轨测量)方法无导轨测量的研究历史应该追溯到迈克尔逊时代。
在1892年把国际标准米尺与Cd红线波长相比较提高了小数重合法。
在激光出现之后，激光光谱学的研究结果向人们展示了极为丰富的谱线系列和令人振奋的相干特性。
1976年，C．R．Ti lford和A．G．0rszag首先报导了使用CO2激光器进行多波长干涉测长而不必求助于其他初测手段，成为严格意义上的激光多波长无导轨测量的开端。
1977年C．R．Ti 1ford对于由条纹尾数确定长度的分析法进行了系统的理论分析，并且提供了合成波长的概念，对激光多波长干涉测量起了重要的推动作用。
此后各国科学家开展研究。
无导轨测量比有导轨测量有明显的优点，因为它不但省去了导轨，也避免了在累加计数过程中出现的误差甚至是错误，省去了滑板移动的时间等等。
另一个更为重要的优点是在三维跟踪控制中应用更为方便和避免余弦误差的不断累积。
激光多波长无导轨测量技术无疑会推动测量机器人的发展。
1．2绝对距离测量原理用光学干涉仪测量长度时，干涉仪的干涉条纹与被测光程差之间的关系下：其中L为被测长度，N，ε分别为干涉条纹的整数级次和小数部分。
它们都是正数，λ是光波波长。
上式中ε可以直接通过干涉仪精确测量出来，N可以有两种方法获得：一是利用条纹计数。
二是利用L的已知初始值，通过计算估计，确定N即无导轨绝对距离测量法。
设被测长度L的粗测值为L0，其测量的不确定度为△L，即L= L0+△L，那么：两式相减得：要使整数唯一确定，只需使m1-m2<1，即△L <λs/4。
白光干涉仪测量显示高度的原理解释说明以及概述1. 引言1.1 概述在现代科学和工程领域中，测量显示高度是非常重要的任务之一。
白光干涉仪作为一种精密的测量仪器，被广泛应用于各个领域，如光学、材料科学、半导体制备等。
它通过干涉现象来实现对表面高度差异的精确测量。
本篇文章将详细介绍白光干涉仪的原理，并解释说明其测量显示高度的原理。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分。
引言部分对白光干涉仪测量显示高度的原理进行了概述，并阐明本文的目的。
第二部分将详细讨论白光干涉现象以及干涉仪组成与工作原理。
第三部分将介绍使用和操作白光干涉仪时需要注意的设置、调整、测量步骤以及数据记录与分析方法。
第四部分将讨论白光干涉仪在不同应用领域中的应用情况，并探讨其技术局限性。
最后，结论与展望部分将总结本文所述内容，并展望白光干涉仪在未来的改进与发展方向。
1.3 目的本文的目的是为读者提供一个全面且清晰的了解白光干涉仪测量显示高度原理的资料。
通过阐述白光干涉现象、干涉仪的组成与工作原理，以及使用和操作方法，让读者能够更好地理解白光干涉仪这一测量仪器，并掌握其在实际应用中的技术要点和注意事项。
同时，对于白光干涉仪在不同领域的应用情况和技术局限性进行详细阐述，以期引发读者对该领域未来发展方向的思考。
2. 白光干涉仪的原理2.1 白光干涉现象白光干涉是指当宽谱连续光通过两个光学路径，再经过重合时所产生的干涉现象。
这是由于不同波长的光在不同程度上会产生相位差而导致的。
2.2 干涉仪组成与工作原理白光干涉仪主要由一个分束器、两个反射镜和一个待测物体构成。
简单来说，分束器将入射的白光分成两束相干的准平行光，然后通过调整反射镜使得两束平行光以不同的角度照射待测物体。
反射镜将经过物体后返回的反射光重新汇聚，再次经过分束器。
接下来，利用一台增加了直流延迟信号电压的扫描仪对返回的平行光进行扫描，并用一个探测器记录振动条纹信号。
2.3 测量显示高度的原理白光干涉仪可以利用其原理和构造通过显示出截面图或者等高线来测试并观察表面高度的变化情况。
物理实验中微小位移量的几种光学测量方法在物理实验中，微小位移量的测量是一个重要的环节。
纳米级的位移量可以帮助我们研究非常微小的事物。
而光学测量方法是一种高精度、非接触式的测量方法，被广泛应用于微小位移量的测量中。
本文将介绍几种常用的光学测量方法。
一、白光干涉法白光干涉法是一种常用的测量光程差的方法。
在实验中，利用Michelson干涉仪产生干涉条纹，通过计算干涉条纹的移动距离，可以得到微小位移量的数值。
在白光干涉法中，由于光波长的分散性质，光源的发光波长不同，因而干涉条纹的颜色也随着移动位置的改变而改变。
通过光谱技术，可以将光源发的不同波长的光分离开来，进一步减小误差。
白光干涉法的优点是光源便宜易得，采样快速；缺点是对光源的光谱性质要求较高，需要对光源进行调整。
二、激光干涉法与白光干涉法相比，激光干涉法具有光源单色性好、光强稳定等优点。
激光干涉法也是一种非常重要的光学测量方法。
激光干涉法的原理与白光干涉法相同，所不同的是，激光干涉法使用的是激光的单色性，因此绝大部分的激光干涉仪是由He-Ne激光器作为光源。
激光干涉法的优点是可使干涉条纹清晰明显，易于处理数据；缺点是激光器使用成本较高。
三、莫尔条纹法莫尔条纹法是利用干涉现象测量表面形状和表面变形的方法。
在莫尔条纹法中，将一系列的‘条纹’透射到平整或有形状的表面上，通过观察条纹的特殊布局和消失位置等，可以得到表面的变化信息。
莫尔条纹法的主要优点是测量精度高、分辨能力强，其测量原理基于光学干涉，不易受到外界干扰，具有快速、高效等特点。
四、激光视轮法激光视轮法是一种利用激光束对物体进行带有方向的扫描，然后依据扫描的结果来测量物体表面形状和位移量等的方法。
在实验中，将激发的光束反射到物体表面，同时维持一定角度的斜向照射，通过扫描预先设定区域，生成一个三维物体的表面形状的图像。
激光视轮法的优点是测量精度高、成像速度快、测量能力强等，目前已被广泛应用于工程领域、生物医学领域等多个领域。
优可测白光干涉仪操作手册
（最新版）
目录
1.优可测白光干涉仪简介
2.白光干涉仪的扫描原理和扫描范围
3.被测物的反射率和显示分辨率
4.白光干涉仪的优点
5.操作手册的概述
正文
一、优可测白光干涉仪简介
优可测白光干涉仪是一种高精度的测量仪器，具有强大的测量功能。
其产品型号为 NA500，像素高达 500 万，能够准确地测量出被测物的各项数据。
二、白光干涉仪的扫描原理和扫描范围
白光干涉仪的扫描原理是利用白光进行干涉测量，其扫描范围可达100um。
这种测量原理具有干涉长度短、干涉条纹可见度大、容易辨别 o 度条纹等优点。
三、被测物的反射率和显示分辨率
优可测白光干涉仪可测量的被测物反射率范围为 0.02%~100%，显示分辨率高达 0.001nm。
这些数据参数保证了测量结果的准确性和可靠性。
四、白光干涉仪的优点
白光干涉仪具有许多优点，如干涉长度短、干涉条纹可见度大、容易辨别 o 度条纹等，这些优点使得它在测量领域具有广泛的应用。
五、操作手册的概述
优可测白光干涉仪的操作手册提供了详细的操作步骤和方法，包括仪器的安装、调试、测量、维护等方面的内容。
通过阅读操作手册，用户可以更好地了解仪器的性能和使用方法，从而提高测量效率和精度。
总之，优可测白光干涉仪是一款高精度、高效率的测量仪器，广泛应用于各种测量领域。
白光干涉垂直扫描测量计算全息件表面形貌的方法白光干涉垂直扫描测量计算全息件表面形貌的方法全息技术是一种将三维物体的信息记录在二维介质上的技术，它具有非接触、不损伤被测物体、高精度以及高效的特点。
在全息术中，全息件的表面形貌测量是关键，而现在常用的方法之一是白光干涉垂直扫描测量计算方法。
白光干涉垂直扫描测量计算全息件表面形貌的方法需要准备以下设备和材料：一台相机、一台投影仪、一台悬臂式激光扫描仪、一个三角架以及一块光学玻璃。
实验前需要进行设备校准。
首先，需要将三角架放置平稳，将相机放置在三角架上，然后将悬臂式激光扫描仪进入样品并移动到一个中心位置，这时可以开启扫描仪后进行校正。
在校正时，需要先将光线指向一个平坦的参考物体并切换到白光模式，调整相机和激光扫描仪的焦距和俯仰角，使扫描仪成像清晰稳定。
然后需要通过激光扫描仪扫描一些参考物的等高线并记录下其坐标和高度，最后对所记录的坐标和高度进行校正，消除垂距误差。
当校准完成后，即可进行全息件表面形貌测量。
在实验前，首先需要将物体上涂上一层薄膜，例如聚四氟乙烯，以增加表面反光度。
然后在投影器中设置一个圆形或方形图案，将其投射在物体上方，使其照射到物体表面。
此时，相机通过捕捉物体表面反射的图案来进行干涉照片的记录。
接下来，需要使用悬臂式激光扫描仪来进行垂直扫描。
在扫描前，需要将扫描仪校准到与相机相同的坐标位置，并记录其初始位置。
然后将扫描仪与物体表面平行移动，在移动的过程中记录下扫描仪的高度和位置信息。
当扫描完成后，即可通过扫描仪的数据生成一张高度图，其中包含了物体表面每个点的高度数据。
最后，通过将干涉照片与高度图进行计算，即可获得全息件表面的形貌。
这一步通常是利用计算机进行的，通过对干涉照片进行数字化处理并与高度图进行配合，可以得到全息件表面每个点的高度和深度，从而描绘出物体的三维形貌。
总之，白光干涉垂直扫描测量计算全息件表面形貌的方法是一种非常有效的全息技术表面形貌测量方法，其优点在于实验简单，精度高，测量速度快，已广泛应用于全息技术领域。
垂直扫描白光干涉法测量技术
垂直扫描白光干涉法是干涉法的基础上发展起来的一种光学非接触测量方法。
结合了白光干涉显微技术和相移干涉技术，也被称为白光干涉条纹扫描法、相干检测法等。
光的干涉是光在传播过程中呈波动性的重要现象之一，1801年，杨氏双缝实验历史长第一次用实验显示了光的干涉现象，其设计构思的精巧之处在于从同一波阵面上取得了两个波源。
随后，相继出现了很多类似原理的实验装置。
目前，相干光的应用已经遍及各个领域，如光相干探测、相干光通信以及在遥感领域和军事领域的应用等。
光的干涉现象时光的波动性的表现。
光的干涉产生干涉条纹，表现为光在遇到障碍物时候出现光的强度或明暗，在空间稳定分布的现象。
两束光在相遇的区域内形成稳定的明暗交替或彩色条纹的现象成为光的干涉现象。
例如：双缝干涉中将S光源发出的一束光通过S1、S2的双狭缝，分离出两个很小的部分作为相干光源，这两束光为同一光源发出，所以频率，相位都相等。
由于两束光源到屏幕上的任意点的距离不等，所以当两束光在屏幕相遇时，相位相等的点就呈现出叠加加强的现象，显示为亮点，而相位相反的点则相互抵消，就显示为暗点。
这样在双缝后面的幕上就呈现了明暗相间的条纹——干涉图样，如图1。
对干涉现象的产生完全可按照矢量波的合成来分析。
显然，不满足相干条件的几列波虽能叠加，但不能干涉。
图1
白光光源包含了整个可见光谱区域的光谱成分，自红光至紫光，波长为4000~7000Å，光谱宽度很大，相干长度很长，大约几个微米。
只有光程差很小时，两束光才能发生干涉，白光中不同波长的光将产生各自的一组干涉条纹。
因
为干涉条纹的间距与光的波长有关，当光程差为零时，白光光谱内各个谱线双光束干涉的零级条纹完全重合，各种波长的光重叠形成白光干涉对比度最大的白色零级条纹，此处可以认为是最佳干涉位置。
随着光程差的不断增加，不同波长的干涉条纹光强的极小值相继出现，此是条纹宽度相差较小，重叠后的干涉条纹颜色为黑色。
继续增大光程差，不同波长的干涉条纹光强的极大值不断出现，呈现出彩色条纹。
由于各波长干涉条纹的错开会使条纹对比度逐步下降，到一定程度时干涉条纹将消失，如图2所示。
白光干涉条纹的影响因素较多，光源的特性和两束相干光的强弱影响干涉条纹的对比度，干涉光路的设计决定了干涉条纹的宽度和颜色分布。
图2
干涉显微镜是干涉仪和显微镜的组合，利用干涉条纹的弯曲量来测量表面的微观不平度。
与其他光学技术相比，干涉显微镜具有较高的放大倍数和分辨率，而且表面信息直观，测量精度很高。
图3为Mirau型干涉显微镜。
图3
相移干涉显微技术是干涉显微镜与相移技术的结合，在干涉显微镜中增加相移器以改变干涉光路中测量光与参考光之间的相位差，由与相位差对应变化的干涉光强值计算得到被测表面上的相位值。
相位干涉法的光源为单色光，由于激光的相干性比较好，常在相移干涉法中作为光源。
在相移干涉显微镜中，主要是加入单色滤波片，将白光光源发出的光变为带宽很窄的单色光。
相移干涉法的测量精度很高，能实现自动测量，已经得到广泛的应用。
垂直扫描白光干涉技术是白光干涉技术、相移干涉显微技术的结合，用白光作为光源，利用白光干涉条纹的特性来进行表面微观形貌的测量。
由白光光源产生的光束相干光波间允许的光程差极小，基本上要在等光程位置附近才能观察到干涉条纹，而且条纹也只有为数不多的几条。
依据该特征，如果是干涉条纹移动，对于被测表面上的任意一个采样点，其光强的变化曲线如图4所示，即在光程差接近相等时，条纹对比度变化剧烈且呈现非周期性，这样零级条纹很容易与其他级条纹相区别。
该特征非常明显，可以利用它来定位零光程差位置、用CCD检测到干涉条纹信号如图4所示，在光程差为零的位置，检测的输出光强有一个最大值，这个光强最大值位置也就对应与物镜的聚焦平面，包含表面的高度信息。
图4
用CCD记录下每次垂直移动时干涉条纹的图像并将这些图像叠加，叠加图像中像素点的白光干涉光强的垂直分布如图5所示，光强的最大值对应光程差为零的位置。
垂直扫描白光干涉法测量表面的三维形貌就是通过垂直扫描得到每个被测点在垂直方向光强分布的离散数据，通过定位光强分布的最大值计算得到被
测表面的高度信息值。
具体测量过程如下：测量时通过计算机控制工作台或参考竟在垂直光轴方向的位移，使被侧工件表面的不同高度的点与参考镜的光程差相继为零，产生干涉。
如果在充足的扫描范围内垂直移动，被测工件表面的整个高度范围都可以通过最佳干涉位置。
图5
由CCD采集到随垂直方向位移而变化的干涉条纹图像，视频信号通过图像采集卡转换成数字信号并存储于计算机中。
利用被侧面对应的各像素点相关的干涉数据，基于白光干涉的典型特征，通过采用某种最佳干涉位置识别算法对干涉图样数据进行数据分析处理，提取出特征点位置（最佳干涉位置），从而就很容
易得到各像素点的相对高度，这样便实现了对三维表面形貌的测量。
图6为Mirau干涉显微镜的垂直扫描白光干涉显微测量仪的基本结构。
由光源、聚光镜、分光镜、纤维物镜、分光板、压电驱动器、CCD相机、计算机等部分组成。
图6
Mirau垂直扫描白光干涉仪属于分光路结构，使用时，首先由光源发出的光束由聚光镜聚焦成为平行光，再有显微物镜将光线再次聚焦，光线经分光板分成两束，分别照射在参考反射镜和被测表面上，反射光沿原路返回，在分光镜处交汇后产生干涉。
光线原路返回经过显微物镜后，由分光镜反射到CCD相机，由CCD相机记录干涉图像并输入计算机中，通过计算机控制压电驱动器驱动被测表面在垂直方向移动，获得一组连续的干涉图像。
再通过某种算法计算就可以获得被测表面的围观表面轮廓。
这种基于白光干涉的测量方法是通过连续改变光程差，干涉条纹扫描过整个被测表面，根据干涉条纹的最大光强值对应着表面的最佳聚焦位置的原理，完成整个表面的测量，因此被称为垂直扫描白光干涉法。
垂直扫描白光干涉法适合测量垂直梯度较大的不连续表面，测量精度可以达到纳米级，测量范围分布在0.05um~0.6mm。
